LABORATORIUM RADIOKOMUNIKACJI ITK LABORATORIUM ANTEN
Grupa: E1G1N1
Imię i nazwisko: 1.Arkadiusz Strzeżek 2.Michał Konieczny 3.Jacek Wrzodak 4.Konrad Graf 5.Radosław Siergiej 6.Grzegorz Furgo
S P R A W O Z D A N I E
Temat: Badanie anteny ścianowej

1. Schemat układu pomiarowego.

1. Parametry anten

	Wymiar A [cm]	Wymiar B [cm]	Liczba elementów w szyku
Antena nadawcza	24	14
Antena odbiorcza 1	20	31	4
Antena odbiorcza 2	18	16	4
R [m]	4.10
F [MHz]	2500

1. Sprawdzenie warunku strefy dalekiej

1. kryterium fazowe (różnica faz pola )

$$R \geq \frac{2{\bullet \left( D_{1} + D_{2} \right)}^{2}}{\lambda}$$

D₁−maksymalny poprzeczny rozmiar anteny nadawczej

D₂ − maksymalny poprzeczny rozmiar anteny odbiorczej

λ − dlugosc fali

- antena odbiorcza 1

D₁= 0,28 m

D₂=0, 36 m

λ = 0, 125 m

R = 4, 10 m

$$\mathbf{R}_{\mathbf{\min}\mathbf{1}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{2 \bullet (0,28 + 0,36)}^{\mathbf{2}}}{\mathbf{0,125}}\mathbf{= 6.55\ \lbrack m\rbrack}$$

$$\mathbf{R \ngtr R}{}_{\begin{matrix} \mathbf{\min}\mathbf{1} \\ \\ \end{matrix}}$$

- antena odbiorcza 2

D₁= 0,28 m

D₂=0, 24 m

λ = 0, 125 m

R = 4.10 m

$$\mathbf{R}_{\mathbf{\min}\mathbf{2}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{2 \bullet (0,28 + 0,24)}^{\mathbf{2}}}{\mathbf{0,125}}\mathbf{= 4.32\ \lbrack m\rbrack}$$

R ≯ R_min2

Ponieważ przyjmujemy bardziej krytyczną wartość R_min kryterium fazowe strefy dalekiej nie zostało spełnione podczas pomiarów.

1. kryterium amplitudowe (błąd gęstości mocy 15%)

R ≥ 1, 19 • (D₁+D₂)

D₁−maksymalny poprzeczny rozmiar anteny nadawczej

D₂ − maksymalny poprzeczny rozmiar anteny odbiorczej

- antena odbiorcza 2

D₁= 0,28 m

D₂=0, 24 m

R = 4, 55 m

R_min1=1, 19•(0, 27 + 0, 24)=0, 606 [m]

R > R_min1

- antena odbiorcza 1

D₁= 0,27 m

D₂=0, 36 m

R = 4, 10 m

R_min2=1, 19•(0, 27 + 0, 36)=0, 76 [m]

R > R_min2

Kryterium amplitudowe zostało spełnione.

1. braku przeszkód w granicach I strefy propagacyjnej Fresnela

$$\mathbf{R}_{\mathbf{F}\mathbf{1}\mathbf{\max}}\mathbf{=}\sqrt{\frac{\mathbf{\text{λR}}}{\mathbf{2}}}$$

λ = 0, 125 m

R = 4, 10 m

$$\mathbf{R}_{\mathbf{F}\mathbf{1}\mathbf{\max}}\mathbf{=}\sqrt{\frac{\mathbf{0,125 \bullet 4,10}}{\mathbf{2}}}\mathbf{= 0.506\ \lbrack m\rbrack}$$

Nie stwierdziliśmy w trakcie pomiarów przeszkód w I strefie Fresnela.

antena nr1
kÄ…t
[stopnie]
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
42
44
46
48
50
52
54
56
58
60
62
64
66
68
70
72
74
76
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
102
104
106
108
110
112
114
116
118
120
122
124
126
128
130
132
134
136
138
140
142
144
146
148
150
152
154
156
158
160
162
164
166
168
170
172
174
176
178
180
182
184
186
188
190
192
194
196
198
200
202
204
206
208
210
212
214
216
218
220
222
224
226
228
230
232
234
236
238
240
242
244
246
248
250
252
254
256
258
260
262
264
266
268
270
272
274
276
278
280
282
284
286
288
290
292
294
296
298
300
302
304
306
308
310
312
314
316
318
320
322
324
326
328
330
332
334
336
338
340
342
344
346
348
350
352
354
356
358

Antena nr 2
kat
[stopnie]
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
42
44
46
48
50
52
54
56
58
60
62
64
66
68
70
72
74
76
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
102
104
106
108
110
112
114
116
118
120
122
124
126
128
130
132
134
136
138
140
142
144
146
148
150
152
154
156
158
160
162
164
166
168
170
172
174
176
178
180
182
184
186
188
190
192
194
196
198
200
202
204
206
208
210
212
214
216
218
220
222
224
226
228
230
232
234
236
238
240
242
244
246
248
250
252
254
256
258
260
262
264
266
268
270
272
274
276
278
280
282
284
286
288
290
292
294
296
298
300
302
304
306
308
310
312
314
316
318
320
322
324
326
328
330
332
334
336
338
340
342
344
346
348
350
352
354
356
358

Obliczenia dokonywane w tabeli służyły celu unormowania charakterystyk i zostały wyznaczone ze wzoru:

$$Iunorm = \frac{I}{\text{Imax}}$$

Wykresy:

Rysunek .Charakterystka unormowana Anteny 1 we współrzędnych prostopadłych.

Rysunek .Charakterystyka unormowana Anteny 2 we współrzędnych prostopadłych

Rysunek .Porównanie dwóch anten na charakterystyce unormowanej na współrzędnych biegunowych

Rysunek .Charakterystyka unormowana w amplitudzie i nieunormowana w kÄ…cie obrotu dla szyku dwuelementowego dla anteny 1.

Rysunek .Charakterystyka unormowana w amplitudzie i kÄ…cie obrotu dla szyku dwuelementowego dla anteny 1.

Rysunek .Charakterystyka unormowana w amplitudzie i nieunormowana w kÄ…cie obrotu dla szyku dwuelementowego dla anteny 2.

Rysunek .Charakterystyka unormowana w amplitudzie i kÄ…cie obrotu dla szyku dwuelementowego dla anteny 2.

Rysunek .Porównanie Anten na charakterystyce o współrzędnych biegunowych

Wnioski:

Celem ćwiczenia laboratoryjnego było zapoznanie się z budową oraz podstawowymi parametrami i charakterystykami anten ścianowych.

Układ pomiarowy składał się z: generatora, amperomierza i anteny nadawczej.

Pomiary polegały na zbadaniu zmian natężenia prądu w funkcji kąta obrotu anteny.

Pomierzone charakterystyki promieniowania unormowaliśmy w poziomie sygnału poprzez odniesienie wszystkich wyników do wartości maksymalnej pomiaru dla anteny, dzięki czemu unormowane amplitudy zawierają się w przedziale <0,1>. Normowanie w kącie obrotu przeprowadziliśmy przyjmując za wartość odniesienia kąt dla maksimum sygnału z serii pomiarowej (0 stopni dla maksimum w serii pomiarowej).

Możemy stwierdzić, że liczba elementów w szyku wywiera wpływ na kształt charakterystyki promieniowania. Wnioskujemy, że zwiększanie liczby elementów promieniujących w szyku powoduje zawężenie rozwartości użytecznej anteny i polepszenie kierunkowości. Zmieniając liczbę elementów w szyku w antenie ścianowej możemy wpływać na kształt charakterystyki kierunkowej anteny.

W ćwiczeniu zostały spełnione warunki wymagane do wykonywania pomiarów anten, czyli kryterium: amplitudowe, fazowe i braku przeszkód między antenami.

Wpływ na poprawność pomiarów mógł mieć fakt przemieszczania się uczestników ćwiczeń pomiędzy antenami, czyli w I strefie Fresnela, w której nie powinny znajdować się żadne obiekty, oraz promieniowanie anten nadawczych na sąsiednich stanowiskach laboratoryjnych.

Istotny wpływ na błąd w przeprowadzonych pomiarach mogły jedynie mieć niedokładności odczytu z miernika analogowego poziomu badanego sygnału.